一种小角度测量的结构光方法

摘要

一种小角度测量的结构光方法，测量系统包括CCD摄像机、显示屏和计算机。在显示屏上显示特征图样，并投影在被测物体或固定在物体上的反射镜，经反射后由摄像机进行拍摄。CCD拍摄记录下反射回来的特征图样，也就是CCD拍摄记录下显示屏由反射镜形成的虚像。当物体发生转动时，摄像机所拍摄的虚像也会发生转动。对转动前后的虚像进行分析，计算出其转动角度。根据光线反射定律，该角度的一半即为物体转动的角度。本发明结构简单、使用方便、灵敏度高，对环境无特殊要求，可在车间环境中进行检测。

主权项

一种小角度测量的结构光方法，其特征在于：测量系统由CCD摄像机、显示屏和计算机组成；首先进行摄像机标定，得到摄像机的内参数；第二步，由计算机产生特征图样，显示在显示屏上，并投影到被测物体或固定在物体上的反射镜，经反射后被摄像机所记录；分析提取得到记录图像中特征点的像素位置，再计算得到此时摄像机相对于虚像的外参数旋转矩阵R₁；第三步，转动反射镜后，重复第二步中的计算过程，得到摄像机相对于反射镜转动后虚像的外参数旋转矩阵R₂；第四步，计算得到物体的旋转角度；其中，通过转动前后的相对于虚像的摄像机外参数旋转矩阵R₁和R₂求得虚像的转动角度：$R_{12}=R_1^{-1}{R}_2$R₁₂为一个3×3的矩阵，其特征值平方和的根即为虚像的转动角度。